一種攔截農(nóng)田養(yǎng)分流失的碳?jí)螛?gòu)建方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種攔截農(nóng)田養(yǎng)分流失的碳?jí)螛?gòu)建方法，屬農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 土壤中碳、氮是土壤質(zhì)量的核心，是土壤肥力的物質(zhì)基礎(chǔ)，是植物養(yǎng)分的重要來 源。土壤中碳、氮不僅決定著土壤中養(yǎng)分循環(huán)和轉(zhuǎn)化，而且也是這些養(yǎng)分元素最重要的"庫" 和"源"。土壤有機(jī)碳的數(shù)量和質(zhì)量影響著土壤性質(zhì)、過程和行為，在維持土壤質(zhì)量、控制養(yǎng) 分和污染物的生物有效性中起著重要的作用。土壤有機(jī)碳又在全球碳循環(huán)和氣候變化中起 著關(guān)鍵的作用。土壤中碳素是植物生長所必需的營養(yǎng)元素，是土壤生產(chǎn)力的重要限制性因 素。土壤中碳循環(huán)將影響到其他重要的生物地球化學(xué)循環(huán)，乃至全球環(huán)境變化。在過去的 幾百年中，人類活動(dòng)向全球陸地碳循環(huán)中輸人了雙倍的碳量，已經(jīng)引起了全球碳超載及一 系列的環(huán)境問題。
[0003] 土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)的核心，是連接大氣圈、水圈、生物圈以及巖石圈的紐帶。由 于土壤有機(jī)碳貯量的巨大庫容，其較小幅度的變化就可能影響到碳向大氣的排放，以溫室 效應(yīng)影響全球氣候變化，同時(shí)也影響到陸地植被的養(yǎng)分供應(yīng)，進(jìn)而對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)的分布、 組成、結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生深刻影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，農(nóng)業(yè)利用使土壤損失的有機(jī)碳在410億t一500 億t之間（Cole等，1996)。一般地講，利用方式轉(zhuǎn)變后自然土壤有機(jī)碳含量在40-50年內(nèi)將 降低20%-50% (Davidson等，1993 ;Hass等，1957)。低水平的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，肥料使用不足，去 除、lei燒植物殘留物，以及缺少水土保持措施，是歷史上土壤有機(jī)碳降低的主要原因（楊 學(xué)明，2000)。
[0004] 傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)用地對(duì)土壤中的碳素都沒有進(jìn)行吸收和固定，這樣的農(nóng)田在施肥之后 營養(yǎng)物質(zhì)十分充足，容易使植物生長過剩，同時(shí)植物生長后期容易營養(yǎng)不良，影響到作物 的產(chǎn)量等。此外，在農(nóng)田排水時(shí)，很多的碳元素隨水流就排出農(nóng)田外，造成農(nóng)田中養(yǎng)分流失， 每年都要對(duì)農(nóng)田進(jìn)行施肥，容易改變土壤的性質(zhì)，不利于農(nóng)戶的種植，并且浪費(fèi)資金。
[0005] 為了減少人為碳排放、增加土壤碳貯存延長土壤碳的固定時(shí)間等問題，就必須了 解農(nóng)田中有機(jī)碳庫的庫容及其動(dòng)態(tài)變化過程，培育土壤碳庫意義重大，不僅可以大幅度減 少二氧化碳的排放，為減緩全球氣候變暖做出貢獻(xiàn)，而且也是農(nóng)牧業(yè)的重要基礎(chǔ)建設(shè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種攔截農(nóng)田養(yǎng)分流失的碳?jí)螛?gòu)建方 法，利用碳?jí)蝺?nèi)的碳?jí)尾牧舷劝艳r(nóng)田中的碳素吸收固定，然后隨著時(shí)間的推移，碳材料吸收 接近飽和，所吸收的氮磷元素也釋放出來，這時(shí)，利用氮磷富集植物實(shí)現(xiàn)碳?jí)尾牧系脑偕?釋放出來的氮磷元素恰好提供給植物生長所需，有利于植物的成長，在農(nóng)田中的排水處、農(nóng) 田內(nèi)縱向以及農(nóng)田土層的下部均設(shè)置有碳?jí)?，能夠全面的把農(nóng)田中的氮磷元素進(jìn)行先吸收 后釋放，有效的促進(jìn)植物后期的生長，同時(shí)還可以持久的對(duì)土壤里的元素進(jìn)行調(diào)節(jié)，減少農(nóng) 業(yè)化肥的使用，保護(hù)微生物環(huán)境，保護(hù)土壤結(jié)構(gòu)。
[0007] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出如下技術(shù)方案：
[0008] -種攔截農(nóng)田養(yǎng)分流失的碳?jí)螛?gòu)建方法，具體步驟為：
[0009] 第一步：確定碳?jí)蔚臉?gòu)成：本碳?jí)斡杀硗撂級(jí)胃駯沤Y(jié)構(gòu)、底土碳?jí)挝P結(jié)構(gòu)和排 水口碳?jí)螌?dǎo)槽結(jié)構(gòu)構(gòu)成；
[0010] 第二步：確定構(gòu)成一種攔截農(nóng)田養(yǎng)分流失的碳?jí)蔚娜齻€(gè)結(jié)構(gòu)的位置：表土碳?jí)胃?柵結(jié)構(gòu)位于田塊內(nèi)部，垂直設(shè)置在0_30cm表層土壤中，其長邊方向與田塊水流方向垂直； 底土碳?jí)挝P結(jié)構(gòu)位于田塊地下50cm處，放置在兩個(gè)表土碳?jí)胃駯沤Y(jié)構(gòu)之間；排水口碳?jí)?導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)位于田塊的最終排水位置；
[0011] 其中，所述的表土碳?jí)胃駯沤Y(jié)構(gòu)包括碳?jí)胃駯徘傲⒚?、格柵方格網(wǎng)袋、粗粒碳?jí)尾?料、碳?jí)卧偕鸀V網(wǎng)、石英砂層、氮磷富集植物、碳?jí)胃駯藕罅⒚妗⒓?xì)粒碳?jí)尾牧?；所述的碳?jí)?格柵前立面和碳?jí)胃駯藕罅⒚嫔显O(shè)置有格柵方格網(wǎng)袋，設(shè)置在碳?jí)胃駯徘傲⒚嫔系母駯欧?格網(wǎng)袋內(nèi)填充粗粒碳?jí)尾牧?，設(shè)置在碳?jí)胃駯藕罅⒚嫔系母駯欧礁窬W(wǎng)袋內(nèi)填充細(xì)粒碳?jí)尾?料，碳?jí)胃駯徘傲⒚婧吞級(jí)胃駯藕罅⒚娴纳喜吭O(shè)置有碳?jí)卧偕鸀V網(wǎng)，碳?jí)卧偕鸀V網(wǎng)上部設(shè) 置有石英砂層，石英砂層上種植有氮磷富集植物；
[0012] 所述的底土碳?jí)挝P結(jié)構(gòu)包括粗粒碳?jí)尾牧稀⒌赘患参?、?xì)粒碳?jí)尾牧?、培養(yǎng) 基質(zhì)、底土碳?jí)挝P排水口、斜面體下段、隔離網(wǎng)、斜面體上段、碳?jí)卧偕⒅?；所述的底?碳?jí)挝P由斜面體下段和斜面體上段構(gòu)成，斜面體下段和斜面體上段通過隔離網(wǎng)分隔，斜 面體上段內(nèi)設(shè)置有粗粒碳?jí)尾牧?，斜面體下段內(nèi)設(shè)置有細(xì)粒碳?jí)尾牧希至Ｌ級(jí)尾牧虾图?xì) 粒碳?jí)尾牧仙显O(shè)置有碳?jí)卧偕⒅?，碳?jí)卧偕⒅鶅?nèi)設(shè)置有培養(yǎng)基質(zhì)，所述的氮磷富集植 物種植在碳?jí)卧偕⒅?，底土碳?jí)挝P排水口設(shè)置在斜面體下段的下角處；
[0013] 所述的排水口碳?jí)螌?dǎo)槽結(jié)構(gòu)包括粗粒碳?jí)尾牧?、石英砂層、氮磷富集植物、?xì)粒碳 壩材料、槽體表面濾網(wǎng)、出水口、水流、二級(jí)碳?jí)螌?dǎo)槽、一級(jí)碳?jí)螌?dǎo)槽溢流口、隔板、一級(jí)碳?jí)?導(dǎo)槽、進(jìn)水口；所述的排水口碳?jí)螌?dǎo)槽由一級(jí)碳?jí)螌?dǎo)槽和二級(jí)碳?jí)螌?dǎo)槽構(gòu)成，所述的一級(jí)碳 壩導(dǎo)槽內(nèi)填充粗粒碳?jí)尾牧希?jí)碳?jí)螌?dǎo)槽內(nèi)填充細(xì)粒碳?jí)尾牧?，在粗粒碳?jí)尾牧虾图?xì)粒 碳?jí)尾牧系纳戏皆O(shè)置有槽體表面濾網(wǎng)，槽體表面濾網(wǎng)的上表面為石英砂層，所述的氮磷富 集植物種植在石英砂層上，一級(jí)碳?jí)螌?dǎo)槽和二級(jí)碳?jí)螌?dǎo)槽之間通過隔板隔離，一級(jí)碳?jí)螌?dǎo) 槽的左下角處設(shè)置有進(jìn)水口，水流通過進(jìn)水口進(jìn)入一級(jí)碳?jí)螌?dǎo)槽內(nèi)，所述的一級(jí)導(dǎo)槽溢流 口設(shè)置在隔板的上部，出水口設(shè)置在二級(jí)碳?jí)螌?dǎo)槽的右下角處；
[0014] 第三步：確定碳?jí)尾牧系臉?gòu)成：碳?jí)尾牧系姆譃榇至Ｌ級(jí)尾牧虾图?xì)粒碳?jí)尾牧蟽?種，細(xì)粒碳?jí)尾牧系牧綖?. 2cm，粗粒碳?jí)尾牧系牧綖?. 8cm，細(xì)粒碳?jí)尾牧虾痛至Ｌ?壩材料的成分構(gòu)成均為炭化生物質(zhì)，同時(shí)混合相當(dāng)于炭化生物質(zhì)重量2%的生石灰和相當(dāng) 于炭化生物質(zhì)重量0. 5%的硝化抑制劑。
[0015] 作為優(yōu)選：第二步中，所述的碳?jí)胃駯徘傲⒚婧吞級(jí)胃駯藕罅⒚鏋閹Х礁窨椎挠?質(zhì)材料構(gòu)成，方格孔與格柵方格網(wǎng)袋大小相同，格柵方格網(wǎng)袋內(nèi)填充碳?jí)尾牧虾笸ㄟ^壓條 固定在碳?jí)胃駯徘傲⒚婧吞級(jí)胃駯藕罅⒚嫔稀?br>[0016] 本發(fā)明的有益效果是：
[0017] 本發(fā)明利用碳?jí)蝺?nèi)的碳?jí)尾牧舷劝艳r(nóng)田中的碳素吸收固定，然后隨著時(shí)間的推 移，碳材料吸收接近飽和，所吸收的氮磷元素也釋放出來，這時(shí)，利用氮磷富集植物實(shí)現(xiàn)碳 壩材料的再生，釋放出來的氮磷元素恰好提供給植物生長所需，有利于植物的成長，在農(nóng)田 中的排水處、農(nóng)田內(nèi)縱向以及農(nóng)田土層的下部均設(shè)置有碳?jí)?，能夠全面的把農(nóng)田中的氮磷 元素進(jìn)行先吸收后釋放，有效的促進(jìn)植物后期的生長，同時(shí)還可以持久的對(duì)土壤里的元素 進(jìn)行調(diào)節(jié)，減少農(nóng)業(yè)化肥的使用，保護(hù)微生物環(huán)境，保護(hù)土壤結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2為本發(fā)明中表土碳?jí)胃駯沤Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖3為本發(fā)明中底土碳?jí)挝P結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖4為本發(fā)明中排水口碳?jí)螌?dǎo)槽結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖中，1-表土碳?jí)胃駯沤Y(jié)構(gòu)、2-底土碳?jí)挝P結(jié)構(gòu)、3-排水口碳?jí)螌?dǎo)槽結(jié)構(gòu)、4-田 塊、5-碳?jí)胃駯徘傲⒚妗?-格柵方格網(wǎng)袋、7-粗粒碳?jí)尾牧稀?-碳?jí)卧偕鸀V網(wǎng)、9-石英砂層、 10-氮磷富集植物、11-碳?jí)胃駯藕罅⒚妗?2-細(xì)粒碳?jí)尾牧稀?3-培養(yǎng)基質(zhì)、14-底土碳?jí)挝?盤排水口、15-斜面體下段、16-隔離網(wǎng)、17-斜面體上段、18-碳?jí)卧偕⒅?9-槽體表面濾 網(wǎng)、20-出水口、21-水流、22-二級(jí)碳?jí)螌?dǎo)槽、23- -級(jí)碳?jí)螌?dǎo)槽溢流口、24-隔板、25- -級(jí) 碳?jí)螌?dǎo)槽、26-進(jìn)水口。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面將結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024] 實(shí)施例1
[0025] 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：在農(nóng)田A中選擇兩塊相同面積的區(qū)域，一塊區(qū)域記作